【導(dǎo)讀】工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)具有價格低廉、穩(wěn)定可靠、通信速率高、軟硬件產(chǎn)品豐富、應(yīng)用廣泛以及支持技術(shù)成熟等優(yōu)點，已成為最受歡迎的通信網(wǎng)絡(luò)之一。在工業(yè)級以太網(wǎng)連接器市場，高防護等級、現(xiàn)場快速操作成為主要的賣點，本文將詳細(xì)講解工業(yè)級以太網(wǎng)連接器的防護等級及工業(yè)級以太網(wǎng)連接器緣何如此受歡迎。
首先我們先來簡單介紹一下工業(yè)級以太網(wǎng)連接器。
在很多人眼中，只有“軍品級”才意味著最高等級的產(chǎn)品質(zhì)量，但事實并非如此，對于應(yīng)用橫跨各個領(lǐng)域的連接器產(chǎn)品而言，不管是RJ-45、D-sub連接器，還是光纖連接器，連接器制造商都在把它們做得更加堅固，以適應(yīng)工業(yè)、醫(yī)療和電信等應(yīng)用場合中的惡劣環(huán)境。
在工業(yè)用以太網(wǎng)連接器市場，高防護等級、現(xiàn)場快速操作成為主流廠商產(chǎn)品的賣點。同時，萬兆級(10G)傳輸應(yīng)用已經(jīng)成為市場的主流趨勢。在工業(yè)現(xiàn)場和辦公室之間建立無縫的10G以太網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是業(yè)界當(dāng)前的主流發(fā)展趨勢。
工業(yè)連接器的分類
早期的共享式同軸以太網(wǎng)使用的連接器為BNC-T型連接器，連接頭安裝在同軸電纜兩端，連接器連接兩個網(wǎng)段。T型連接器示意圖如下：
T型連接器示意圖
使用雙絞線的介質(zhì)規(guī)范使用的連接器為RJ45，這是使用最為普遍的一種連接器，其簡單示意圖如下：
RJ45連接器示意圖
雙絞線類型與RJ45連接器
RJ45連接器是目前應(yīng)用中最為廣泛的一種連接器。RJ45連接器之間采用雙絞線連接。根據(jù)雙絞線與RJ45連接器的連接關(guān)系可分為直通線和交叉線。而雙絞線所連設(shè)備的接口又分為MDI和MDI-X兩種接口。
以太網(wǎng)信號在雙絞線介質(zhì)類型上傳送時是以差分形式傳送的，發(fā)送和接收各占用一對雙絞線。現(xiàn)我們實際使用的雙絞線(如UTP5)中含有四對雙絞線，相對應(yīng)的RJ45插座內(nèi)有8個插頭引腳，根據(jù)排列順序為1~8。MDI-X接口使發(fā)送信號對TX+、TX-連接于1、2，使接收信號對RX+、RX-連接于 3、6(計算機網(wǎng)卡接口、HUB或交換機的上行口和我們的單板調(diào)試網(wǎng)口為MDI-X接口，)；MDI接口使發(fā)信號對TX+、TX-連接于3、6，使接收信 號對RX+、RX-連接于1、2(HUB或交換機的普通口為MDI接口)。
常用雙絞線中有四對雙絞線，根據(jù)顏色也可排序為1~8(白桔、桔、白綠、藍、白藍、綠、白棕、棕)。直通網(wǎng)線兩端的RJ45頭與雙絞線的壓接順序由 1到8順序排列；交叉網(wǎng)線一端的RJ45頭與雙絞線1到8順序壓接，另一端的RJ45頭與雙絞線壓接時1、2和3、6調(diào)換壓接。
從以上分析可看出，網(wǎng)線連接兩個接口的目的是使兩端TX與RX對接起來，因此，當(dāng)MDI-X接口與MDI接口相連時需使用直通網(wǎng)線，而MDI接口與MDI接口相連或MDI-X接口與MDI-X接口相連時需使用交叉網(wǎng)線。
以下是不同類型接口的連接示意圖：
何為IP67？
IP67現(xiàn)在特指手機行業(yè)的防護安全級別，它定義了一個界面對液態(tài)和固態(tài)微粒的防護能力。IP后面跟了2位數(shù)字，第1個是固態(tài)防護等級，范圍是0-6，分別表示對從大顆粒異物到灰塵的防護；第2個是液態(tài)防護等級，范圍是 0-8，分別表示對從垂直水滴到水底壓力情況下的防護。數(shù)字越大表示能力越強。IP67的解釋是，防護灰塵吸入（整體防止接觸，防護灰塵滲透）；防護短暫浸泡（防浸）。目前在布線行業(yè)最高實現(xiàn)的是IP67級別。除此以外，工業(yè)連接器還有溫度，搞震等對其它惡劣環(huán)境的考慮因素。
IP代表什么？
IP指外殼的防護等級，此標(biāo)準(zhǔn)描述了對電氣設(shè)備外殼防護等級進行分類的系統(tǒng)。由歐洲電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會提出，電氣設(shè)備外殼防護等級被分成很多類，根據(jù)不同的號碼，能夠迅速方便的確定產(chǎn)品的防護等級。
第一個數(shù)字代表的含義
0代表無防護。
1代表防直徑為50mm 甚至更大的固體顆粒物物體尖端或50mm 直徑的固體顆粒物不能完全穿透。
2代表防直徑為12.5mm 甚至更大的固體顆粒物物體尖端或12.5mm 直徑的固體顆粒物不能完全穿透。
3代表防直徑為2.5mm 甚至更大的固體固體顆粒物物體尖端或2.5mm 直徑的固體顆粒物完全不能穿透。
4代表防直徑為1mm 甚至更大的固體固體顆粒物物體尖端或1mm 直徑的固體顆粒物完全不能穿透。
5代表灰塵防護：并不能完全防止塵埃進入，但不會達到妨礙儀器正常運轉(zhuǎn)及降低安全性的程度。
6代表灰塵禁錮：塵埃無法進入物體整個直徑不能超過外殼的空隙
第二個數(shù)字代表的含義
0代表無防護。
1代表防垂直下墜的水滴垂直下墜的水滴不會造成有害影響。
2代表當(dāng)外殼翹起可達15°時防垂直下墜的水滴當(dāng)外殼在垂直任何一側(cè)以任何角度翹起不超過15°時，垂直下墜的水滴不會造成有害影響。
3代表防水霧在任何一垂直側(cè)以任何不超過60°的角度噴霧不會造成有害影響。
4代表防潑水對著外殼從任何方向潑水都不會造成有害影響。
5代表防噴水對著外殼從任何方向噴水都不會造成有害影響。
6代表防強力噴水對著外殼從任何方向強力噴水都不會造成有害影響。
7代表防短時浸泡常溫常壓下，當(dāng)外殼暫時浸泡在1M深的水里將不會造成有害影響。
8代表防持續(xù)浸泡，在廠家和用戶都同意，但是條件比7嚴(yán)酷的條件下，持續(xù)浸泡在水里將不會造成有害影響。
應(yīng)用和注意事項
工業(yè)應(yīng)用中，必須考慮IP 防護。
對于封閉建筑的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)系統(tǒng)，采用IP54 防護=灰塵防護和潑水防護。
對于戶外系統(tǒng)（汽車等）推薦IP65 防護。防灰和防噴水。
防護等級≤IP40 僅為防觸摸或僅當(dāng)系統(tǒng)安裝在機架（例如支架）上才有意義。
在戶外倉庫的鏟車系統(tǒng)上不應(yīng)該用IP20 防護。
采用IP67 的控制系統(tǒng)，如果不是應(yīng)用在潛艇上，通常都使用在不當(dāng)?shù)膱龊侠铩?br />
并非所有的系統(tǒng)提供了高等級的防護就一點問題都沒有。高防水通常需要完全密閉安裝，通常這會引起散熱問題。可能會發(fā)生由過熱引起的系統(tǒng)錯誤。所以需要附加的散熱裝置。
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工業(yè)級以太網(wǎng)連接器緣何如此受歡迎
在工業(yè)環(huán)境中，由于傳輸速度和數(shù)據(jù)量的需求不斷增長，為確保更加高速、平滑的數(shù)據(jù)交換，萬兆級產(chǎn)品得到廣泛應(yīng)用。仔細(xì)分析當(dāng)今連接器供應(yīng)市場，Tyco(泰科電子)、CONEC、FCI、Molex、Amphenol、ERNI、Phoenix Contact(菲尼克斯電氣)和德資雅迪(HARTING)均是個中翹楚。其中，由于一直專注于工業(yè)連接器市場，菲尼克斯電氣、德資雅迪HARTING 成為工業(yè)用以太網(wǎng)連接器的主導(dǎo)供應(yīng)商。
大數(shù)據(jù)流量以及日益嚴(yán)格的實時性要求催生了新一代的布線系統(tǒng)。菲尼克斯電氣提供的連接器系列，其新的屏蔽概念確保了10Gbps的可靠數(shù)據(jù)傳輸速率，符合以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)CAT6。比如采用Piercecon連接技術(shù)的M12，該產(chǎn)品可實現(xiàn)現(xiàn)場快速可靠的組裝，新的編碼亦可防止與現(xiàn)有M12解決方案的錯誤連接。而 采用了IDC快速連接技術(shù)的RJ-45，在按部就班完成插入導(dǎo)線、切取電纜、關(guān)閉安裝孔等步驟之后，即可實現(xiàn)現(xiàn)場快速、簡便的組裝。
菲尼克斯電氣與德資雅迪合作推出的M12連接器
德資雅迪HARTING則在更早時間推出了全球首個無需任何工具的RJ-45連接器：RJ Industrial 10G，可現(xiàn)場安裝的10G以太網(wǎng)新型RJ-45插頭。
HARTING的新型RJ-45連接器采用了面向未來10G以太網(wǎng)的設(shè)計特點。通過使用經(jīng)驗證的絕緣層刺破接線端子技 術(shù)，連接快速可靠。絕緣層刺破接線端子的設(shè)計通用于具有寬導(dǎo)線橫截面的剛性和柔性導(dǎo)線。通過新開發(fā)的導(dǎo)線密封壓蓋，直徑從4.5到9毫米的導(dǎo)線均可以牢固 地固定在連接器上。這使得用戶可以將所有慣用的以太網(wǎng)導(dǎo)線類型同RJ-45連接器進行連接。由于其輕巧的設(shè)計，堅固的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IP20接口，也可以用于多 端口RJ-45插口。除IP20接口外，所有已知的IP 65/67推拉式接口乃至Han 3A接口現(xiàn)在都能夠使用這個新的接頭。
RJ-45連接器受青睞
目前在通信和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)市場，以太網(wǎng)的發(fā)展趨勢正在不斷加強。為了滿足新的市場動向，泰科電子也積極投入開發(fā)并推廣以太網(wǎng)連接器。泰科電子業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Rod Smith指出，經(jīng)過多年發(fā)展，目前市場上應(yīng)用最廣的RJ-45連接器繼續(xù)扮演著重要角色。該公司的產(chǎn)品也能支持10Gbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率。
Rod Smith表示，目前市場對連接器物理面積提出了新的要求，要求不斷提高局域網(wǎng)應(yīng)用中通信設(shè)備前板的密度。為滿足這一新的市場需要，泰科電子開發(fā)了兩款 產(chǎn)品：MRJ21和RJ·5連接器。他介紹，這兩款產(chǎn)品利用技術(shù)優(yōu)勢不僅能夠降低成本并減少端口，同時將端口密度提高了一倍。
泰科電子MRJ21連接器
MRJ21連接器可以極大地減少安裝時間，適用于緊急場合，可同時支持12通道10/100數(shù)據(jù)流傳輸及6通道10/100/1000數(shù)據(jù)流傳輸。
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本土制造商競爭力提升
中國大陸約有500家RJ-45連接器和線纜組件生產(chǎn)商，半數(shù)產(chǎn)量用于出口。華南和華東是主要生產(chǎn)基地，80%以上的企業(yè)都集中在這里。其中，廣東東莞和浙江樂清是主要產(chǎn)地，其它供應(yīng)中心是廣東深圳、江蘇蘇州、南京，以及上海。
大量廠商都是中小型企業(yè)，年銷售額不超過1400萬美元左右。大型廠商年銷售額超過1400萬美元，目前在供應(yīng)商中僅占10%。由于預(yù)計今后數(shù)月需求上升，廠商正在利用價格優(yōu)勢，改進質(zhì)量和提高產(chǎn)量來吸引訂單。
在國內(nèi)，盡管面臨無線對手的挑戰(zhàn)，以及成本上漲和勞動力短缺等問題，但中國的RJ-45連接器和線纜供應(yīng)商仍對增長前景持樂觀看法。
廠商重振信心，部分原因在于來自路由器、交換機、LAN終端和Ethernet系統(tǒng)的需求上升，使得中國RJ-45連接器和線纜供應(yīng)商的銷售情況改善。
廠商正在努力抵抗無線技術(shù)的沖擊。無線技術(shù)目前已用于PC和通訊設(shè)備，而且在工業(yè)、醫(yī)療和汽車領(lǐng)域受到青睞。Wi-Fi 802.11n和藍牙受到歡迎；無線USB、ZigBee和RFID發(fā)展勢頭日益增強，尤其是在消費電子、PC和通訊領(lǐng)域。
全球移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備市場強勁增長，預(yù)測其未來五年的復(fù)合年增率將高達167%，將刺激Wi-Fi、藍牙和超寬帶的進一步普及。
國內(nèi)連接器廠商預(yù)計，這將把同期RJ-45連接器和線纜組件及類似連接器的需求壓低25%左右。估計到2013年，無線技術(shù)將吃掉RJ- 11的一半以上市場份額，吃掉其它連接器的大部分市場。未來幾年RJ-45連接器出貨量增長率預(yù)計將從目前的10%降到5%左右。
盡管受到無線技術(shù)的沖擊，但PC、路由器、交換機、以太網(wǎng)供電設(shè)備和以太網(wǎng)系統(tǒng)仍將提供RJ-45端口。使用24至48個接口 交換機的商業(yè)LAN，也將保留RJ-45。這是因為，無線技術(shù)仍需解決信號傳輸問題。
供應(yīng)商正在加強其價格優(yōu)勢和獲得必要的產(chǎn)品認(rèn)證，以增強競爭力和吸引訂單。
中國生產(chǎn)的產(chǎn)品約占全球市場的20%，比國外同類產(chǎn)品便宜10-20%。廠商計劃通過進一步降低生產(chǎn)成本來擴大這種優(yōu)勢。但是，由于原材料和勞動力成本上漲，這個目標(biāo)并不容易達到。原材料和勞動力成本分別占到總成本的40%和10-20%。
在產(chǎn)品認(rèn)證方面，多數(shù)企業(yè)都獲得了CE、RoHS和UL認(rèn)證。許多企業(yè)達到了ISO 9001標(biāo)準(zhǔn)，還有一些企業(yè)達到了ISO 14001標(biāo)準(zhǔn)。部分廠商計劃明年獲得其它認(rèn)證，以提高競爭力。
